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JP2013090443A - Permanent magnet motor and washing machine - Google Patents

Permanent magnet motor and washing machine Download PDF

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JP2013090443A
JP2013090443A JP2011228828A JP2011228828A JP2013090443A JP 2013090443 A JP2013090443 A JP 2013090443A JP 2011228828 A JP2011228828 A JP 2011228828A JP 2011228828 A JP2011228828 A JP 2011228828A JP 2013090443 A JP2013090443 A JP 2013090443A
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JP
Japan
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stator core
permanent magnet
stator
permanent magnets
thickness direction
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Pending
Application number
JP2011228828A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Shiga
剛 志賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp
Toshiba Home Appliances Corp
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Publication date
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  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

【課題】小型化、軽量化、低コスト化を図りながらも高トルクを発生することができる。
【解決手段】ステータコア9にステータコイルを巻回してなるステータ7と、フレームのステータコア9に対応する側に極性が交互に異なる複数の磁極を構成するほぼ矩形ブロック状の永久磁石14,15を配列してなるロータ5とを備え、複数の磁極を構成する永久磁石14,15は、長さ方向がステータコア9の周方向側に位置し、幅方向がステータコア9の径方向側に位置するようにして配設され、且つ、厚さ方向の両端部がステータコア9の厚さ方向の両端部より突出する厚さ寸法に設定され、複数の磁極を構成する永久磁石14,15は、磁性粉末の焼結体からなっていて、長さ方向側において磁束が反ステータコア側で周方向に流れステータコア9側で径方向に流れ、厚さ方向側において磁束が反ステータコア側で厚さ方向に流れステータコア9側で径方向に流れるように配向する。
【選択図】図1
High torque can be generated while reducing the size, weight and cost.
A stator 7 in which a stator coil is wound around a stator core 9 and substantially rectangular block-like permanent magnets 14 and 15 constituting a plurality of magnetic poles having different polarities on the side corresponding to the stator core 9 of the frame are arranged. The permanent magnets 14 and 15 constituting the plurality of magnetic poles have a length direction located on the circumferential side of the stator core 9 and a width direction located on the radial side of the stator core 9. The permanent magnets 14 and 15 constituting the plurality of magnetic poles are made of a sintered powder of magnetic powder, and both end portions in the thickness direction are set so as to protrude from both end portions in the thickness direction of the stator core 9. The magnetic flux flows in the longitudinal direction on the anti-stator core side in the circumferential direction and flows in the radial direction on the stator core 9 side, and in the thickness direction side, the magnetic flux flows in the thickness direction on the anti-stator core side. Oriented flow radially stator core 9 side.
[Selection] Figure 1

Description

本実施形態は、ロータに磁極としての複数の永久磁石を備えた永久磁石モータおよびその永久磁石モータを備えた洗濯機に関する。   The present embodiment relates to a permanent magnet motor including a plurality of permanent magnets as magnetic poles on a rotor and a washing machine including the permanent magnet motor.

例えばドラム式洗濯機においては、洗濯機負荷としてのドラムを回転駆動するモータとして永久磁石モータが用いられる。永久磁石モータは、ロータがステータの周囲外方に位置するアウタロータ形である場合には、ロータを構成するフレームが鉄板等の磁性体にて扁平な有蓋円筒形の容器状に形成され、これの内周側部がステータの周囲部外方に位置するようになっている。このフレームのステータ側である内周側部の内周面には、永久磁石が全周に複数個(多数個)配列されている。この永久磁石は、ほぼ矩形状をなして、磁束が幅方向(ステータの径方向)に単純に直線的に流れるように配向された一般的なものであり、特に、永久磁石からの磁束を正弦波にするために、永久磁石のステータ側の面を中央がステータ側に突出する円弧状に形成したものもある。フレームには、1つの永久磁石からステータ側から反ステータ側へと流れた磁束を充分に還流させるバックヨークとしての充分な厚さが必要とされる。   For example, in a drum-type washing machine, a permanent magnet motor is used as a motor that rotationally drives a drum as a washing machine load. When the rotor is of the outer rotor type that is located outside the periphery of the stator, the permanent magnet motor is formed into a flat, covered cylindrical container with a magnetic material such as an iron plate. The inner peripheral side portion is located outside the peripheral portion of the stator. A plurality of (many) permanent magnets are arranged on the entire circumference on the inner circumferential surface of the inner circumferential side portion which is the stator side of the frame. This permanent magnet is generally rectangular and is generally oriented so that the magnetic flux simply flows linearly in the width direction (the radial direction of the stator). In order to make a wave, there is a permanent magnet in which the stator side surface is formed in an arc shape with the center protruding toward the stator side. The frame is required to have a sufficient thickness as a back yoke that sufficiently circulates the magnetic flux flowing from one permanent magnet to the opposite stator side.

しかしながら、永久磁石の磁力が大きい場合、フレームの厚さが大きくなり過ぎ、加工が困難になるため、フレームの反ステータである周側部にバックヨークとしてリングが付加され、以て、フレームの厚さを大きめながらも適度に留め、その分をリングで補って、磁束が充分に還流されるようにしている。   However, when the magnetic force of the permanent magnet is large, the frame becomes too thick and difficult to process. Therefore, a ring is added as a back yoke to the peripheral side portion that is the anti-stator of the frame. While increasing the size, it is moderately retained, and the amount is compensated by a ring so that the magnetic flux is sufficiently recirculated.

この場合、永久磁石とともにリングをフレームに磁気的且つ機械的に強固に接合させる必要があり、このため、永久磁石のそれぞれ隣り合う部分からリングの外周にかけては、合成樹脂のモールド層が施され、フレームの周側部に対して永磁石及びリングの固定をしている。   In this case, it is necessary to magnetically and mechanically bond the ring together with the permanent magnet to the frame, and for this reason, a synthetic resin mold layer is applied from each adjacent portion of the permanent magnet to the outer periphery of the ring, Permanent magnets and rings are fixed to the peripheral side of the frame.

上述ものにおいては、特に永久磁石の磁力が大きい場合に、この永久磁石を流れる磁束を充分に還流させるために、フレームの厚さが比較的大きく必要で、リングも必要であり、更に、合成樹脂のモールド層も体積多く必要とされる。この結果、全体として大型化し、その重量が大きくなり、慣性トルクが増大するなど、電動機の特性を悪化させて折り、また、コストも高くなっていた。   In the above, especially when the magnetic force of the permanent magnet is large, in order to sufficiently recirculate the magnetic flux flowing through the permanent magnet, the frame needs to have a relatively large thickness, and a ring is also required. A large volume of the mold layer is also required. As a result, the overall size is increased, the weight is increased, the inertia torque is increased, and the characteristics of the electric motor are deteriorated and folded, and the cost is increased.

そこで、最近では、ロータとして、磁束の流れを極異方に配向した磁性粉末の焼結体からなる永久磁石を備え、この永久磁石を複数個、磁性体からなるフレームのステータ側に、極性を交互に異ならせて配列してなる永久磁石モータが考えられている。このものによれば、永久磁石の磁束の流れを極異方に配向したもので、極性を交互に異ならせて配列しているため、1つの永久磁石を流れた磁束は、隣り合う永久磁石に大部分が流れて充分に還流され、フレームを流れて還流する分が少なくなる。よって、フレームにバックヨークとしての厚さが必要なくなり、バックヨークとしてのリングも必要なくなる。更に、合成樹脂のモールド層も体積少なく必要とされるのみであり、これらの結果、全体とし小型化を図り得、その重量が軽減され、コストも低廉化される。
ところが、最近では、例えば電気自動車などの普及により永久磁石モータの需要が高まってきて、永久磁石として更に大きな磁力(換言すればトルク)を発生できながら、小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる永久磁石モータの開発が望まれている。
Therefore, recently, a rotor is provided with a permanent magnet made of a sintered body of magnetic powder in which the flow of magnetic flux is oriented anisotropically, and a plurality of the permanent magnets are placed on the stator side of the frame made of magnetic material. Permanent magnet motors that are arranged alternately are considered. According to this, the flow of the magnetic flux of the permanent magnet is oriented in an anisotropic manner, and the magnetic poles that flow through one permanent magnet are transferred to adjacent permanent magnets because the polarities are alternately arranged. Most of it flows and is sufficiently refluxed, and the amount of reflux that flows through the frame is reduced. Therefore, the frame does not need a thickness as a back yoke, and a ring as a back yoke is not necessary. Furthermore, only a small volume of the synthetic resin mold layer is required. As a result, the overall size can be reduced, the weight thereof is reduced, and the cost is reduced.
Recently, however, the demand for permanent magnet motors has increased due to, for example, the spread of electric vehicles, and it is possible to generate a larger magnetic force (in other words, torque) as a permanent magnet while reducing the size, weight, and cost. It is desired to develop a permanent magnet motor that can be used.

特開2003−299282号公報JP 2003-299282 A

そこで、小型化、軽量化、低コスト化を図りながらも高トルクを発生することができる永久磁石モータおよびこの永久磁石モータを用いた洗濯機を提供する。   Accordingly, a permanent magnet motor capable of generating high torque while achieving size reduction, weight reduction, and cost reduction, and a washing machine using the permanent magnet motor are provided.

本実施形態の永久磁石モータは、ステータコアにステータコイルを巻回してなるステータと、フレームの前記ステータコアに対応する側に極性が交互に異なる複数の磁極を構成するほぼ矩形ブロック状の永久磁石を配列してなるロータとを備えたものにおいて、前記複数の磁極を構成する永久磁石は、長さ方向が前記ステータコアの周方向側に位置し、幅方向が該ステータコアの径方向側に位置するようにして配設され、且つ、厚さ方向の両端部が前記ステータコアの厚さ方向の両端部より突出する厚さ寸法に設定され、前記複数の磁極を構成する永久磁石は、磁性粉末の焼結体からなっていて、長さ方向側において磁束が反ステータコア側で周方向に流れステータコア側で径方向に流れ、厚さ方向側において磁束が反ステータコア側で厚さ方向に流れステータコア側で径方向に流れるように配向したことを特徴とする。   The permanent magnet motor of this embodiment includes a stator in which a stator coil is wound around a stator core, and a substantially rectangular block-shaped permanent magnet that forms a plurality of magnetic poles having different polarities on the side corresponding to the stator core of the frame. The permanent magnets constituting the plurality of magnetic poles are arranged such that the length direction is located on the circumferential side of the stator core and the width direction is located on the radial side of the stator core. And the permanent magnets constituting the plurality of magnetic poles are made of a sintered powder of magnetic powder, and both end portions in the thickness direction are set to have a thickness dimension protruding from both end portions in the thickness direction of the stator core. The magnetic flux flows in the circumferential direction on the anti-stator core side in the lengthwise direction and flows in the radial direction on the stator core side, and the magnetic flux is thick on the anti-stator core side in the thickness direction side. And wherein the oriented to flow in the flow stator core side radially direction.

本実施形態の洗濯機は、上述の記載の永久磁石モータにより洗濯機負荷を回転駆動するようにしたことを特徴とする。   The washing machine of this embodiment is characterized in that the washing machine load is rotationally driven by the permanent magnet motor described above.

一実施形態を示し、(a)はステータおよびロータの部分拡大断面図、(b)は永久磁石の磁気特性図1 shows an embodiment, (a) is a partially enlarged sectional view of a stator and a rotor, and (b) is a magnetic characteristic diagram of a permanent magnet. 永久磁石モータの斜視図Perspective view of permanent magnet motor ステータおよびロータの部分拡大斜視図Partial enlarged perspective view of stator and rotor (a)はステータとN極用の永久磁石の厚さ方向の配置関係を示す図、(b)はN極用永久磁石の磁気特性図(A) is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the thickness direction of a stator and the permanent magnet for N poles, (b) is a magnetic characteristic figure of the permanent magnet for N poles (a)はステータとS極用の永久磁石の厚さ方向の配置関係を示す図、(b)はS極用永久磁石の磁気特性図(A) is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the thickness direction of a stator and the permanent magnet for S poles, (b) is a magnetic characteristic figure of the permanent magnet for S poles ドラム式洗濯機の概略構成を示すもので、(a)は縦断側面図、(b)は縦断背面図1 shows a schematic configuration of a drum type washing machine, (a) is a longitudinal side view, (b) is a longitudinal rear view.

(一実施形態)
以下、ドラム式の洗濯機に適用し一実施形態について図面を参照して説明する。
まず、図6において、洗濯機の外箱1内には水槽2が配設されている。水槽2は、一端部である後面部2a(図6(a)の右端面部)が閉塞されたほぼ円筒状をなし、軸方向をほぼ水平にした状態で図示しないダンパ機構により弾性的に支持されている。水槽2内には、回転槽を構成するドラム3が回転自在に配設されている。このドラム3も、一端部である後面部3a(図6(a)の右端面部)が閉塞されたほぼ円筒状をなし、軸方向をほぼ水平にした状態で配設されている。ドラム3の周壁には、多数の孔(図示せず)が形成されている。なお、図示はしないが、外箱1の前面部1aには洗濯物出入口を開閉する扉が設けられ、また、水槽2およびドラム3の前面側に開口部が形成されていて、洗濯物が洗濯物出入口を通してドラム3に対して出し入れされるようになっている。
(One embodiment)
Hereinafter, an embodiment applied to a drum type washing machine will be described with reference to the drawings.
First, in FIG. 6, the water tank 2 is arrange | positioned in the outer case 1 of the washing machine. The water tank 2 has a substantially cylindrical shape in which the rear surface portion 2a (the right end surface portion in FIG. 6A), which is one end, is closed, and is elastically supported by a damper mechanism (not shown) in a state where the axial direction is substantially horizontal. ing. In the water tank 2, the drum 3 which comprises a rotation tank is arrange | positioned rotatably. The drum 3 also has a substantially cylindrical shape in which the rear surface portion 3a (the right end surface portion in FIG. 6A), which is one end portion, is closed, and is disposed in a state where the axial direction is substantially horizontal. A number of holes (not shown) are formed in the peripheral wall of the drum 3. Although not shown, the front portion 1a of the outer box 1 is provided with a door for opening and closing the laundry entrance, and an opening is formed on the front side of the water tub 2 and the drum 3 so that the laundry can be washed. The drum 3 is taken in and out through the material entrance.

水槽2の後面部2aの背面には、ドラム3を回転駆動する永久磁石モータ4(以下単にモータ4と称する。)が配設されている。モータ4は、この場合、アウタロータ形のブラシレスDCモータからなり、ロータ5に連結された軸6が、ドラム3の後部に連結されている。したがって、モータ4によりドラム3を直接回転駆動するダイレクトドライブ方式となっている。ドラム3が、モータ4により回転駆動する洗濯機負荷に相当する。   A permanent magnet motor 4 (hereinafter simply referred to as the motor 4) for rotating the drum 3 is disposed on the back surface of the rear surface portion 2a of the water tank 2. In this case, the motor 4 is an outer rotor type brushless DC motor, and a shaft 6 connected to the rotor 5 is connected to the rear portion of the drum 3. Therefore, a direct drive system in which the drum 3 is directly rotated by the motor 4 is employed. The drum 3 corresponds to a washing machine load that is rotationally driven by the motor 4.

モータ4について、図1ないし図5を参照して説明する。
モータ4のステータ7は、外周部に多数個のティース部8を有するステータコア9と、各ティース部8に巻回されたステータコイル10と、合成樹脂製の取付部11とを備えた構成となっていて、その取付部11を介して前記水槽2の後面部2aに固定状態に取り付けられる。ティース部8の数は例えば36個となっている。
The motor 4 will be described with reference to FIGS.
The stator 7 of the motor 4 includes a stator core 9 having a large number of teeth portions 8 on the outer peripheral portion, a stator coil 10 wound around each teeth portion 8, and a synthetic resin mounting portion 11. And attached to the rear surface portion 2a of the water tank 2 in a fixed state via the attachment portion 11. The number of teeth portions 8 is, for example, 36.

ロータ5は、外周部に環状壁12aを有する浅底容器状の磁性体製のフレーム12と、環状壁12aの内周部に配置された全体として複数個(多数個)たる48個の永久磁石14、15と、これらの永久磁石14、15を環状壁2aに固定する合成樹脂製のモールド層13(図1および図3参照)とを備えた構成となっていて、フレーム12の中央部に設けられた軸取付部16に前記軸6が連結される。   The rotor 5 has a shallow container-like frame 12 made of a magnetic material having an annular wall 12a on the outer peripheral portion, and a total of 48 permanent magnets arranged on the inner peripheral portion of the annular wall 12a. 14 and 15, and a synthetic resin mold layer 13 (see FIGS. 1 and 3) for fixing the permanent magnets 14 and 15 to the annular wall 2a. The shaft 6 is connected to the provided shaft mounting portion 16.

永久磁石14は、ステータ7側(ステータコア9のティース部8側)がN極になるN極用、永久磁石15は、ステータ7側がS極になるS極用であり、交互に異極をなすように配置されている。永久磁石14および15は、ほぼ矩形ブロック状に形成され、フレーム12(ステータコア9)の周方向が長さ方向に、径方向が幅方向になっている。また、図4および図5に示すように、永久磁石14および15の厚さ寸法Lmは、ステータ7のステータコア9の厚さ寸法Lsより大に設定されていて、厚さ方向の両端部がステータコア9の厚さ方向の両端部より突出するようになっている。すなわち、永久磁石14および15はステータコア9に対してオーバラップ状態になっている。そして、永久磁石14のステータ7のステータコア9に対応する側の面(N極側の面)は、図1(a)に示すように、ステータ7(ステータコア9)の外周に沿うように中央が凹となる円弧状に形成されて円弧面14aをなし、その長さ方向の両端部の角部が切除されて切欠部14bが形成されている。同様に、永久磁石15のステータ7のステータコア9に対応する側の面(S極側の面)は、図1(a)に示すように、ステータ7(ステータコア9)の外周に沿うように中央が凹となる円弧状に形成されて円弧面15aをなし、その長さ方向の両端部の角部が切除されて切欠部15bが形成されている。   The permanent magnet 14 is for the north pole where the stator 7 side (tooth portion 8 side of the stator core 9) is the north pole, and the permanent magnet 15 is for the south pole where the stator 7 side is the south pole. Are arranged as follows. The permanent magnets 14 and 15 are formed in a substantially rectangular block shape, and the circumferential direction of the frame 12 (stator core 9) is in the length direction and the radial direction is in the width direction. 4 and 5, the thickness dimension Lm of the permanent magnets 14 and 15 is set to be larger than the thickness dimension Ls of the stator core 9 of the stator 7, and both end portions in the thickness direction are stator cores. 9 protrudes from both end portions in the thickness direction. That is, the permanent magnets 14 and 15 are overlapped with the stator core 9. The surface of the permanent magnet 14 on the side corresponding to the stator core 9 of the stator 7 (the surface on the N pole side) is centered along the outer periphery of the stator 7 (stator core 9), as shown in FIG. It is formed in a concave arcuate shape to form an arcuate surface 14a, and corners at both ends in the length direction are cut away to form a notch 14b. Similarly, the surface of the permanent magnet 15 corresponding to the stator core 9 of the stator 7 (surface on the S pole side) is centered along the outer periphery of the stator 7 (stator core 9) as shown in FIG. Is formed into a concave arcuate shape to form an arcuate surface 15a, and corners at both ends in the length direction are cut away to form a notch 15b.

前記複数の磁極を構成する永久磁石14および15は、磁性粉末を焼結してなるネオジム磁石或いはフェライト磁石で構成され、磁束φの流れが長さ方向側および厚さ方向側においてともにステータ7のステータコア9側の中央に集中する極異方に配向されている。すなわち、図1(a)に示すように、N極用の永久磁石14の長さ方向側では、磁束φが環状壁12a側(反ステータコア9側)の両端から周方向に流れステータ7側(ステータコア9側)の中央へと径方向に流れ、S極用の永久磁石15の長さ方向側では、磁束φがステータ7側(ステータコア9側)の中央から径方向に流れ環状壁12a側(反ステータコア9側)の両端へと周方向に流れるように配向されている。これにより、永久磁石14および15のステータ7のステータコア9に対応する側の面における磁束分布は、図1(b)に示すように、ともに正弦波形状になる。   The permanent magnets 14 and 15 constituting the plurality of magnetic poles are composed of neodymium magnets or ferrite magnets obtained by sintering magnetic powder, and the flow of the magnetic flux φ is that of the stator 7 on both the length direction side and the thickness direction side. It is oriented in an anisotropy concentrated in the center on the stator core 9 side. That is, as shown in FIG. 1A, on the length direction side of the permanent magnet 14 for N pole, the magnetic flux φ flows in the circumferential direction from both ends on the annular wall 12a side (anti-stator core 9 side), and on the stator 7 side ( The magnetic flux φ flows radially from the center of the stator 7 side (stator core 9 side) to the center of the stator core 9 side, and the annular wall 12a side ( Oriented so as to flow in the circumferential direction toward both ends of the anti-stator core 9 side. As a result, the magnetic flux distribution on the surface of the permanent magnets 14 and 15 on the side corresponding to the stator core 9 of the stator 7 is a sinusoidal shape as shown in FIG.

また、N極用の永久磁石14の厚さ向側では、図4(a)に示すように、磁束φが環状壁12a(図2参照)側(反ステータコア9側)の厚さ方向両端から厚さ方向に流れステータ7のステータコア9側の中央へと径方向に流れ、S極用の永久磁石15の厚さ方向側では、図5(a)に示すように、磁束φがステータ7のステータコア9側の中央から径方向に流れ環状壁12a(図2参照)側(反ステータコア9側)の厚さ方向両端へと厚さ方向に流れるように配向されている。これにより、永久磁石14および15のステータコア9に対応する側の面における磁束分布は、図4(b)および図5(b)に示すように、ともに正弦波形状になる。   On the thickness direction side of the N-pole permanent magnet 14, as shown in FIG. 4A, the magnetic flux φ is from both ends in the thickness direction on the annular wall 12 a (see FIG. 2) side (anti-stator core 9 side). Flowing in the thickness direction, flowing in the radial direction toward the center of the stator 7 on the stator core 9 side, and on the thickness direction side of the permanent magnet 15 for the S pole, as shown in FIG. It is oriented so that it flows radially from the center on the stator core 9 side and flows in the thickness direction to both ends in the thickness direction on the annular wall 12a (see FIG. 2) side (on the side opposite the stator core 9). As a result, the magnetic flux distributions on the surfaces of the permanent magnets 14 and 15 corresponding to the stator core 9 are both sinusoidal as shown in FIGS. 4B and 5B.

そして、磁性粉末を焼結してなる永久磁石14および15の配向と焼結は、例えば、磁性粉末を型内のキャビティに水とともに入れて自由状態にしておき、この状態で、磁束φが上述のごとく流れるように磁場を与えつつ、キャビティ内の水の排出を伴って磁性粉末を圧し固め、そして焼結を行なうものである。
上記モータ4は、図示はしないが、マイクロコンピュータを含む制御装置により、インバータ回路を介して制御されるようになっている。制御装置は、後述する洗濯運転の制御を行なう機能を有している。
Then, the orientation and sintering of the permanent magnets 14 and 15 formed by sintering the magnetic powder is performed by, for example, putting the magnetic powder in a cavity in the mold together with water to be in a free state. The magnetic powder is pressed and hardened with discharge of water in the cavity while applying a magnetic field so that it flows as shown in FIG.
Although not shown, the motor 4 is controlled via an inverter circuit by a control device including a microcomputer. The control device has a function of controlling the washing operation described later.

上記構成の作用を説明する。
制御装置は、洗濯運転を開始すると、まず、給水行程を行なう。給水行程では、給水弁(図示せず)を開放して水を水槽2内ひいてはドラム3内に供給して貯留する。次に、洗い行程を行なう。洗い行程では、水槽2内に洗剤を投入した状態で、ドラム3をモータ4により例えば50〜60rpmの低い回転速度で正逆回転させる。これにより、ドラム3内に収容された洗濯物が洗われる。洗い行程を所定時間行なった後、排水行程を行なう。排水行程では、ドラム3を停止させた状態で、水槽2の排出口に接続された排水弁(図示せず)を開放することにより、水槽2内(ドラム3内)の水を機外へ排出する。
The operation of the above configuration will be described.
When starting the washing operation, the control device first performs a water supply stroke. In the water supply stroke, a water supply valve (not shown) is opened and water is supplied into the water tank 2 and then into the drum 3 to be stored. Next, a washing process is performed. In the washing step, the drum 3 is rotated forward and backward by the motor 4 at a low rotational speed of, for example, 50 to 60 rpm while the detergent is put into the water tank 2. Thereby, the laundry accommodated in the drum 3 is washed. After performing a washing process for a predetermined time, a draining process is performed. During the drainage process, the drainage valve (not shown) connected to the discharge port of the water tank 2 is opened while the drum 3 is stopped, so that the water in the water tank 2 (in the drum 3) is discharged outside the machine. To do.

次に、再び給水行程を行い、水槽2内ひいてはドラム3内に水を供給して貯留する。次に、すすぎ行程を行なう。すすぎ行程では、洗剤を使用しないこと以外は洗い行程と同様な制御を行なう。すなわち、ドラム3をモータ4により例えば50〜60rpmの低い回転速度で正逆回転させることにより、ドラム3内の洗濯物をすすぐ。その後、前述と同様な排水行程を行なう。
次に、脱水行程を行なう。脱水行程は、ドラム3をモータ4により一方向に例えば1000rpmの高速回転で回転させる。これにより、ドラム3内の洗濯物が遠心脱水される。以上により、洗濯運転が終了する。
Next, a water supply stroke is performed again, and water is supplied into the water tank 2 and thus into the drum 3 to be stored. Next, a rinsing process is performed. In the rinsing process, the same control as in the washing process is performed except that no detergent is used. That is, the laundry in the drum 3 is rinsed by rotating the drum 3 forward and backward at a low rotational speed of, for example, 50 to 60 rpm by the motor 4. Thereafter, a drainage process similar to that described above is performed.
Next, a dehydration process is performed. In the dehydration process, the drum 3 is rotated in one direction by the motor 4 at a high speed of, for example, 1000 rpm. Thereby, the laundry in the drum 3 is centrifugally dehydrated. Thus, the washing operation ends.

このような一実施形態によれば、永久磁石14および15の厚さ寸法Lmは、ステータ7のステータコア9の厚さ寸法Lsより大に設定されていて、厚さ方向の両端部がステータコア9の厚さ方向の両端部より突出するようになっており、そして、永久磁石14および15は、磁束φの流れが長さ方向側および厚さ方向側においてともにステータ7側(ステータコア9側)の中央に集中する極異方に配向されているので、ステータ7のティース部8に作用する磁束分布が正弦波形状になってより強い磁力が作用することになり、高トルクを発生させることができて、低速度、高トルクを必要とする洗い、すすぎ行程を実行するモータ4として好適である。   According to such an embodiment, the thickness dimension Lm of the permanent magnets 14 and 15 is set larger than the thickness dimension Ls of the stator core 9 of the stator 7, and both end portions in the thickness direction of the stator core 9. The permanent magnets 14 and 15 project from the both ends in the thickness direction, and the permanent magnets 14 and 15 are arranged in the center on the stator 7 side (stator core 9 side) in both the length direction side and the thickness direction side. Since the magnetic flux distribution acting on the teeth portion 8 of the stator 7 becomes a sine wave shape and a stronger magnetic force acts, the high torque can be generated. It is suitable as a motor 4 that performs a washing and rinsing process requiring low speed and high torque.

しかも、永久磁石14および15は、極性を交互に異ならせて配列されているため、1つの永久磁石を流れた磁束φは、隣り合う永久磁石に大部分が流れて充分に還流され、フレーム12を流れて還流する分が少なくなる。よって、フレーム12にバックヨークとしての厚さが必要なくなり、バックヨークとしてのリングも必要なくなる。更に、合成樹脂のモールド層13も体積少なく必要とされるのみであり、これらの結果、モータ4として、小型化、軽量化、低コスト化をを図りながら、高トルクを発生することができる。   In addition, since the permanent magnets 14 and 15 are arranged with alternately different polarities, most of the magnetic flux φ flowing through one permanent magnet flows into the adjacent permanent magnets and is sufficiently returned to the frame 12. The amount of reflux through the flow is reduced. Therefore, the frame 12 does not need a thickness as a back yoke, and a ring as a back yoke is not necessary. Furthermore, only a small volume of the synthetic resin mold layer 13 is required. As a result, the motor 4 can generate a high torque while being reduced in size, weight, and cost.

また、永久磁石14および15のステータ7のステータコア9に対応する面を該ステータコア9に沿う円弧面14aおよび15aに形成したので、ステータ7との間のエアギャップを最小にすることができて、ステータコイル10に磁力を効率よく作用させつつ、ロータ、5の体積を最小にすることができる。そして、永久磁石14および15のステータコア9に対応する面を円弧面14aおよび15aに形成したことにより、ロータ5の回転の空気抵抗が少なく、乱流による騒音の発生を防止できる。更に、永久磁石14および15の円弧面14aおよび15aの両端部の角部を切除して切欠部14bおよび15bを形成するようにしてので、角部に減磁作用が生じることによる磁気特性の変化を防止することができる。   Further, since the surfaces of the permanent magnets 14 and 15 corresponding to the stator core 9 of the stator 7 are formed on the arc surfaces 14a and 15a along the stator core 9, the air gap between the stator 7 and the stator 7 can be minimized, The volume of the rotor 5 can be minimized while effectively applying a magnetic force to the stator coil 10. Since the surfaces corresponding to the stator core 9 of the permanent magnets 14 and 15 are formed on the circular arc surfaces 14a and 15a, the air resistance of the rotation of the rotor 5 is small, and the generation of noise due to turbulence can be prevented. Furthermore, since the corners at both ends of the arcuate surfaces 14a and 15a of the permanent magnets 14 and 15 are cut away to form the notches 14b and 15b, the change in magnetic characteristics due to the demagnetizing action at the corners. Can be prevented.

(その他の実施形態)
モータ4としてはアウタロータ形に限られず、インナロータ形でもよい。
洗濯機としては、乾燥機能を備えた洗濯乾燥機にも適用できる。
洗濯機としては、ドラム式洗濯機に限られず、回転槽が上下方向に向いた縦軸形の洗濯機にも適用できる。この種の洗濯機では、永久磁石モータは、洗い行程およびすすぎ行程で洗濯物を撹拌する撹拌体を低速度で正逆回転させ、脱水行程では撹拌体と回転槽を一体に一方向へ高速回転させる。この場合、永久磁石モータが回転駆動する洗濯機負荷としては、撹拌体と回転槽である。
(Other embodiments)
The motor 4 is not limited to the outer rotor type, and may be an inner rotor type.
The washing machine can be applied to a washing / drying machine having a drying function.
The washing machine is not limited to a drum-type washing machine, and can be applied to a vertical washing machine having a rotating tub in the vertical direction. In this type of washing machine, the permanent magnet motor rotates the stirrer that stirs the laundry in the washing process and the rinsing process at a low speed in the forward and reverse directions. Let In this case, the washing machine load driven by the permanent magnet motor is a stirring body and a rotating tub.

以上のように本実施形態によれば、ステータコアにステータコイルを巻回してなるステータと、フレームの前記ステータコアに対応する側に極性が交互に異なる複数の磁極を構成するほぼ矩形ブロック状の永久磁石を配列してなるロータとを備えたものにおいて、前記複数の磁極を構成する永久磁石は、長さ方向が前記ステータコアの周方向側に位置し、幅方向が該ステータコアの径方向側に位置するようにして配設され、且つ、厚さ方向の両端部が前記ステータコアの厚さ方向の両端部より突出する厚さ寸法に設定され、前記複数の磁極を構成する永久磁石は、磁性粉末の焼結体からなっていて、長さ方向側において磁束が反ステータコア側で周方向に流れステータコア側で径方向に流れ、厚さ方向側において磁束が反ステータコア側で厚さ方向に流れステータコア側で径方向に流れるように配向したことを特徴とする。このような構成により、永久磁石モータとして、小型化、軽量化、低コスト化を図りながらも高トルクを発生することができる。   As described above, according to the present embodiment, a substantially rectangular block-shaped permanent magnet comprising a stator formed by winding a stator coil around a stator core and a plurality of magnetic poles having different polarities on the side corresponding to the stator core of the frame. The permanent magnets constituting the plurality of magnetic poles are positioned on the circumferential direction side of the stator core and the width direction is positioned on the radial side of the stator core. The permanent magnets that are disposed in this manner and that have both end portions in the thickness direction projecting from both end portions in the thickness direction of the stator core and that constitute the plurality of magnetic poles are sintered with magnetic powder. The magnetic flux flows in the circumferential direction on the anti-stator core side in the longitudinal direction and flows in the radial direction on the stator core side, and the magnetic flux increases in the thickness direction on the anti-stator core side. And wherein the oriented to flow in the radial direction in the direction the flow stator core side. With such a configuration, a high torque can be generated as a permanent magnet motor while achieving a reduction in size, weight, and cost.

以上、いくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

図面中、1は外箱、3はドラム(洗濯機負荷)、4は永久磁石モータ、5はロータ、7はステータ、8はティース部、9はステータコア、10はステータコイル、13はモールド層、14はN極用の永久磁石、15はS極用の永久磁石を示す。   In the drawings, 1 is an outer case, 3 is a drum (washing machine load), 4 is a permanent magnet motor, 5 is a rotor, 7 is a stator, 8 is a teeth portion, 9 is a stator core, 10 is a stator coil, 13 is a mold layer, Reference numeral 14 denotes an N pole permanent magnet, and 15 denotes an S pole permanent magnet.

Claims (4)

ステータコアにステータコイルを巻回してなるステータと、フレームの前記ステータコアに対応する側に極性が交互に異なる複数の磁極を構成するほぼ矩形ブロック状の永久磁石を配列してなるロータとを備えた永久磁石モータにおいて、
前記複数の磁極を構成する永久磁石は、長さ方向が前記ステータコアの周方向側に位置し、幅方向が該ステータコアの径方向側に位置するようにして配設され、且つ、厚さ方向の両端部が前記ステータコアの厚さ方向の両端部より突出する厚さ寸法に設定され、
前記複数の磁極を構成する永久磁石は、磁性粉末の焼結体からなっていて、長さ方向側において磁束が反ステータコア側で周方向に流れステータコア側で径方向に流れ、厚さ方向側において磁束が反ステータコア側で厚さ方向に流れステータコア側で径方向に流れるように配向したことを特徴とする永久磁石モータ。
A permanent comprising a stator formed by winding a stator coil around a stator core, and a rotor in which substantially rectangular block-shaped permanent magnets constituting a plurality of magnetic poles having different polarities are arranged on the side of the frame corresponding to the stator core. In magnet motor,
The permanent magnets constituting the plurality of magnetic poles are disposed such that the length direction is positioned on the circumferential direction side of the stator core and the width direction is positioned on the radial direction side of the stator core, and the permanent magnets are arranged in the thickness direction. Both end portions are set to thickness dimensions protruding from both end portions in the thickness direction of the stator core,
The permanent magnets constituting the plurality of magnetic poles are made of a sintered body of magnetic powder, and the magnetic flux flows in the circumferential direction on the anti-stator core side in the length direction side and flows in the radial direction on the stator core side, and on the thickness direction side. A permanent magnet motor characterized in that the magnetic flux is oriented so as to flow in the thickness direction on the anti-stator core side and in the radial direction on the stator core side.
永久磁石のステータコア側の面は、該ステータコアに沿う円弧状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の永久磁石モータ。   The permanent magnet motor according to claim 1, wherein the surface of the permanent magnet on the stator core side is formed in an arc shape along the stator core. 永久磁石のステータコアと対応する側の長さ方向の両端部の角部は、切除されていることを特徴とする請求項1または2記載の永久磁石モータ。   3. The permanent magnet motor according to claim 1, wherein corner portions of both end portions in the length direction on the side corresponding to the stator core of the permanent magnet are cut off. 請求項1ないし3のいずれかに記載の永久磁石モータにより洗濯機負荷を回転駆動するようにしたことを特徴とする洗濯機。   A washing machine, wherein the washing machine load is rotationally driven by the permanent magnet motor according to any one of claims 1 to 3.
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